據「央視新聞」官方微博報道，有網友近日在山東青島拍攝到普速列車、「和諧號」與「復興號」三代列車同時在鐵軌上行駛的罕見畫面，不同發展形態的列車同框，猶如現實版的「平行時空」。
從「中國溫度」到「中國速度」，三代列車的同框亮相，不僅是一幅令人震撼的時代進步畫卷，更是中國自主創新能力與科技進步的輝煌見證。從普速列車到現在的復興號，中國列車這些年經歷了什麽樣的變化呢？
普速列車：歲月的低吟
「啤酒飲料礦泉水，花生瓜子八寶粥，胳膊腿兒收一收」，如果你坐過普速列車，肯定對這句話不陌生。高鐵、動車問世之前，普速列車一直是鐵軌上的「霸主」，不管你是 深處 異鄉的遊子，還是向往詩和遠方的旅行者，「綠皮車」總能帶你到想去的地方。如今普速列車已經不僅僅是一種交通工具，更是承載著無數人懷舊情懷與時代記憶的載體。
普速列車的全稱是普通速度列車，是指行駛速度較低的客運列車。一般情況下的正常車速只有120km/h左右，部份特快列車可達160km/h，包括以字母K開頭的快速旅客列車、以字母T開頭的特別快速旅客列車、以字母Z開頭的直達特別快速旅客列車。
除了熟悉的叫賣聲，普速列車最令人印象深刻的就是早期車頭的白色蒸汽或者黑煙。普速列車的車頭為什麽會出現蒸汽或黑煙呢？火車頭的白色蒸汽其實是水蒸氣。最初，普速列車的動力主要來源於燃煤蒸汽鍋爐，煤等燃料在鍋爐中燃燒，加熱水產生蒸汽，推動活塞運動，從而驅動列車前進。
隨著科技的發展，內燃機車逐漸取代了蒸汽機車，成為普速列車的主要動力來源。內燃機車以柴油為燃料，透過柴油機工作帶動發電機運轉，進而驅動列車，該過程中燃料燃燒不完全會產生黑煙。
而進入現代，電力機車成為普速列車的主流，它們依靠電網供電，透過變壓器將高壓電轉換成驅動電機的低壓電，實作列車的穩定執行。同時，從環保的角度來看，電力機車對環境要友好一些。
和諧號：時代的強音
時間回溯到2004年，為滿足列車提速的需求，中國相繼從國外引進高速動車組技術並開啟了為期數年的研發與制造工作。2007年，中國鐵路第六次鐵路大提速正式開始，屬於中國的和諧號動車組列車正式上線，填補了中國高速列車領域的空白。
盡管多方引進、彎道超車的策略為中國高速列車的發展贏取了時間，但是也帶來了技術相容性的問題。例如基於不同技術平台研發車型的操作平台、相關零部件等難以互通，給實際執行和維修帶來了極大的挑戰。基於此，中國多家研發單位突破國外技術的封鎖， 逐步實作了車體、轉向架等技術的自主研制，並且實作了中國標準動車組列車網絡控制系統的硬件和軟件的自主化，為列車裝上了「中國腦」。
和諧號的出現為大家的出行帶來了質的飛躍，不僅縮短了旅行時間，還大大提高了旅途中的乘車舒適度。一般情況下，以D開頭的和諧號動車組列車速度為200-250km/h，以G開頭的則代表速度更快的高速動車組列車，時速可達300-350km/h。為什麽和諧號列車可以具有更高的速度？
先進的動力系統 ：和諧號列車采用先進的電力牽引技術，整列火車的每一個車廂都裝有驅動電機，可以在提供更大牽重力的同時提高列車的穩定性和安全性。
更低的空氣阻力 ：和諧號列車的車頭采用流線型設計，類似於「子彈頭」，該設計不僅能夠降低列車在高速行駛下的空氣阻力，還能增大列車與軌域的作用力，避免列車脫軌。同時，列車的車身結構和懸掛系統也經過精心設計，確保了列車在高速行駛時的穩定性和舒適性。
完善的基礎設施 ：中國高速鐵路的基礎設施建設非常完善，包括無縫鋼軌、無砟軌域、高架橋梁和隧道等，這些設施為和諧號列車的高速執行提供了堅實的保障。
復興號：未來的序曲
復興號是中國自主研發、具有完全知識產權的新一代高速列車，是真正意義上的「中國娃」。最高營運速度可達350km/h左右。復興號的研發整合了大量國產高新技術，實作了牽引、制動、網絡、轉向架、輪軸等關鍵技術的突破。這一過程中，中國鐵路科研團隊攻克了眾多技術難題，形成了具有自主知識產權的高速列車技術體系。
與和諧號相比，復興號列車的車頭采用了更加先進的低阻力流線型車頭，整體車身也更加平順，在執行過程中的能耗更低。
復興號列車還給旅客帶來了更好的乘坐體驗，不同於普速列車中的人擠人的場面，復興號列車內部顯得尤為寬敞，座椅間距超過1米。此外，列車還實作了全車Wi-Fi覆蓋，全程免費。細節之處均能彰顯中國制造的強大。
未來列車還將在哪些技術方面進行突破？
超高速列車技術：
高溫超導磁懸浮技術依靠高溫超導材料的創新套用，可以實作列車的無接觸懸浮與高效推進，極大降低了摩擦阻力。該技術在列車的套用有望實作高鐵速度的進一步突破。
環保與節能技術 ：
利用太陽能、風能等可再生能源或清潔能源作為動力來源，減少化石燃料的使用，降低碳排放。例如，燃料電池為列車提供電力，不僅具有環保的優點，還能在降雪等惡劣天氣為列車提供動力。
輕量化設計與材料套用 ：透過采用更輕、更堅固的材料，如碳纖維復合材料等，減輕列車的重量，從而降低能耗，提高列車的執行效率。
結語
三車並列，時代銘印。從普速到和諧，再到復興，中國鐵路見證了國家的偉大飛躍。這不僅是技術的進步，更是人民奮鬥與創新精神的體現。未來列車技術還將會進行一系列技術的突破，我們也期盼著更加高效、便捷和環保的出行方式。
參考文獻：
-
Raghunathan R S, Kim H D, Setoguchi T. Aerodynamics of high-speed railway train[J].Progress in Aerospace Sciences, 2002.
-
孫章.「復興號」開啟中國鐵路新時代[J].科學, 2017.
-
薛淳,方鳴.中國和諧號CRH動車組[J].中國科技投資, 2008.
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許人華.東風8B型內燃機車[J].鐵道機車與動車, 1998.
出品：科普中國
作者：石暢（物理化學博士）
監制：中國科普博覽
